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沥青混凝土路面裂缝成因分析及防治
摘要:在当前沥青混凝土路面施工过程中,施工方要对沥青材料进行正确合理的选择,尽可能在施工环节做好对裂纹的有效防范工作。施工方需要根据不同的施工环境来选取不同的沥青材料,来增加沥青路面的抗裂纹能力。本文简要探讨当前沥青混凝土路面裂纹形成原因,并且给予相应的防治措施。
关键词:沥青;混凝土;路面;裂缝;分析;防治
引言:沥青混凝土路面裂纹形成的原因相对较多,施工方需要根据具体的原因来制定相应的补救方案。但是在现阶段,裂纹的防控工作中主要采取施工预防为主,即对应的施工单位在施工开展前要提前考量好路面具体的使用状况,以及各项施工环境,并且结合对路面的使用需求,来开展相应的施工作业,以此来提高路面抗裂纹的能力。
裂缝产生的原因
路面的裂缝常常是以网状、纵向、横向的裂纹形式出现,针对裂纹形成的原因,可具体将其分为温度变化所产生的裂纹,以及结构式裂纹、强度裂纹、反射裂纹等。对不同的裂纹有不同的防治措施,重点是在施工期间,相关施工人员是否按照相应的规范标准来开展各项施工作业。
强度裂缝:此类裂缝产生的主要原因是,由于路面的综合强度不够,而致使路面在长期的使用过程中产生裂缝。通常来说此类裂缝的弯沉较大,同时还伴随着相应的沉陷、车辙等损害。
沥青面层弯拉疲劳裂缝:该类型的裂缝往往是由于投入到路面建设的材料,其对应的弯拉强度不够。在汽车车轮以及相映的荷载反复的压迫下,以至于产生弯拉疲劳的现象,从而导致裂缝的产生。此类裂缝往往是以纵向进行发展,最终形成网状的结构。
老化裂缝:针对公路面老化而产生的裂缝,往往是由于建设公路的沥青材料发生老化,以至于其变形能力降低,在长期的路面压迫中,被拉断往往呈现出龟裂的状况。
低温收缩裂缝:该部分的裂缝主要是在相关路面区域内,自然环境温度突然发生改变以后,使得路面产生热张冷缩效应,因此而产生相应的应力,最终致使路面发生断裂的现象。
路基冻胀裂缝:该裂缝产生的原因是,冬季温度骤降,且路面含有大量的水分,以此结冰冻胀,最终使得路面拱起而出现断裂的现象。
基层反射裂缝:该部分的裂纹往往是由于针对路面的基层设计不完善以及各项施工材料配合不当、沥青搅拌不均匀而导致的。此外,由于车辆超载给路面造成的压力,也可能导致基层反射裂缝的产生,使得半刚性基层底部所产生的压力过大,以至于超出其相映的疲劳强度,最终出现断裂的现象。
环状裂缝:针对此部分的裂缝,往往是由于井盖周边,沥青混凝土受到多方应力联合作用而产生的。该应力具有破坏迅速,并且跟随时间的长短呈现出不同的裂纹形状的特征。
雨水渗透破坏:针对降雨次数以及降雨量相对较大的区域,对应的自由水可能会进入到公路的沥青面层,并且如果路面不能够及时将进入到路面结构层的雨水及时地排出,当路面上有车辆通过时,车轮与自由水以及基面交替层或面层会产生相映的抽吸力以及水压力,久而久之会使得路面上较大的颗粒剥落,最终形成深度不等的沥青路面网状裂缝的现象。
二、防治措施
总体来说,当前沥青混凝土面所产生裂缝的原因相对较多,因此针对其裂缝的整治处理是一项综合性的工作。因此需要在相应的路面设计施工材料选取以及施工开展、后续公路维护方面考量裂缝防范相关问题,以此才能给予沥青混凝土裂缝进行有效的防治。
(一)合理设计
路面厚度设计确认:若施工的路面为柔性路面时,相关施工单位需要根据道路修筑的等级以及其后续的交通承载量,结合其具体的地质状况,以及施工的季节进行充分考量,来对相关路面的厚度进行精确的计算。此外,施工方还需要考量路线的沿线高程控制,尽可能确保加载的总厚度控制在10~15cm。
在对沥青混凝土级配的设计方面,对应的施工单位还需要对沥青骨料进行有效的选择和设计。具体来说,施工人员需要结合沥青层面不同的类型来选取相应规格的沥青材料,并且还需要充分的考量施工环境、气候等各项外在因素。同时在矿料的分布、性质、尺寸的选取上,还需要对其进行额外的注重,针对寒冷且阴湿的区域,设计人员要选取针入度较大的沥青,同时对于沥青混合料的骨料设计方面,应当尽可能选用碱性的石料。
针对应力吸收层以及加筋层的设计工作,施工方需要及时对反射裂纹产生的原理进行细致的分析。在设计阶段,往往可以采取两种措施,其一是应力吸收,在对应的原路面以及罩层面设置相应的隔离层,而对应的隔离层往往采取弹性模量相对较小的材质,例如石屑、砂石等,尽可能避免应力集中的现象出现。其次,对应的加筋层需要采用弹性模量较大以及强度较大的材料,尽可能增加罩面层的抗拉强度。
(二)合理选材
对于材料的选取,施工方首先需要考量抗裂性较为优良的材料来作为基层材料,并且还需要具有较强的抗冲刷性的材料,同时对应的基层材料还需要具备伸缩系数以及温度系数较小的特性,并且相应的材料还需要具备较强的抗拉强度。例如,施工方可以选取水泥以及二灰等具备稳定性的粒料,并且在材料选取方面应当尽量避免水泥或二灰稳定细粒土作为基层的材料,同时也不宜选取石灰碎石作为基层的材料。
在面层材料的选取方面,应当尽可能选取抗裂性良好的改性沥青材料,尽可能减少在施工环节水泥的用量。在对沥青面层的选取方面尽可能采用密实性良好的沥青混泥土材料。在对高等级公路施工期间,施工方要尽可能在沥青材料中拌入高分子聚合物,对沥青的性质进行改善,尽可能防止沥青出现老化的现象。具体来说,加入树脂改性沥青可以防止沥青出现老化现象。而对于降低低温开裂对沥青的影响,在材料的选取过程中应当尽可能选取粘度大,且稠度相对较低的环烷油沥青。
在对沥青混合料进行选取时,尽可能选择能够与沥青进行有效沾附的材料,例如选取表面粗糙且材质较为坚硬的石料,并且在对材料进行选取时,应当尽可能选取碱性材料,如果选取的材料呈现出酸性,则需要往混合材料中加入对应的石灰材料来对其进行中和处理,同时在沙石的选取方面,尽可能选取人工砂。
(三)正确施工
施工单位在落实前期的路面施工期间,需要对半刚性基面的含水量进行相应严格的管控,同时对各项路面施工材料的含水量也需要进行相应的控制。总体来说,施工方在对混合料的含水量进行调控时,要将其控制在压实施工作业所需要的含水量范围之内。
在对半刚性基层完成碾压施工作业之后,施工方还要对路面进行及时的养护,尽可能确保混合料的含水量不受到相应的影响,尽可能避免基层面受到暴晒而变得干裂。
当完成对半刚性基层面的碾压以及养护作业之后,施工单位应当及时的喷洒稀释过后的沥青或者沥青乳液,同时洒下相应的碎石来作为封层,尽可能锁住基层中的水分,当完成封层的铺设之后,施工方应当尽快的落实对沥青面层的铺筑作业。
在施工作业期间,施工方还需要有效的确保运料车的保温工作得到有效的落实和完善。具体来说,要确保摊铺以及碾压的温度满足施工的标准,并且还需要在施工期间保障供料的连贯性,在对沥青进行搅拌的过程中,尽量选取动力较强的搅拌设备。
施工单位在落实前期的施工作业中,还需要对路面展开相应的试验。并且在施工过程中要结合相应粘层油的使用,以此来增加面层以及基层的粘接强度,尽可能减少弯拉应力对于路面所造成的影响。
同时还需要对路面进行有效的养护,对于路面所产生的各类裂缝要及时的对其进行修补。在相关作业期间,施工单位要有效的落实预防性养护作业,针对路面的排水设施进行相应修筑完善,实现路面的正常排水,尽可能避免基面与层面之间形成蓄水槽,尽可能延长路面的使用寿命,提高行车安全度。施工方在对已经形成裂纹的沥青路面进行修复的工作期间,要对相应的裂缝大小、深度以及宽度进行细致地探知和考量,以此来选择适当的施工补救措施。而针对路面修复的工艺,往往是选取压浆法以及灌缝法。
三、结束语
总之,在现阶段,针对沥青混凝土路面裂缝的防治工作,相关施工单位需要对具体的路面工程开展前期细致的勘察设计工作,尽可能在施工环节解决路面裂缝问题,同时施工单位还需要在相应的施工作业中进行不断的总结,严格把控沥青材料的选取、方案的设计等一系列的施工准备工作,来确保相应的沥青路面施工作业得到前期可靠的技术支持,以此来提高沥青路面的施工质量。
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